Uppskattning av framtida gaspotential i två skånska deponier

Uppskattning av framtida gaspotential i två skånska deponier - fallstudier av Filborna, Helsingborg och Albäck, Trelleborg Sofia Bergström och Anna Fråne Examensarbete 2011 Institutionen för Teknik och samhälle Miljö- och Energisystem Lunds Tekniska Högskola

Uppskattning av framtida gaspotential i två skånska deponier -fallstudier av Filborna, Helsingborg och Albäck, Trelleborg Sofia Bergström och Anna Fråne Examensarbete Januari 2011 Adress Box 118, 221 00 Lund Telefon 046-222 00 00 (vxl) Telefax 046-222 86 44 Internet www.miljo.lth.se

ISRN LUTFD2/TFEM--11/5048--SE + (1-124) ii

Dokumentutgivare, Dokumentet kan erhållas från LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA vid Lunds universitet Institutionen för teknik och samhälle Miljö- och energisystem Box 118 221 00 Lund Telefon: 046-222 00 00 Telefax: 046-222 86 44 Dokumentnamn Examensarbete Utgivningsdatum Januari 2011 Författare Sofia Bergström Anna Fråne Dokumenttitel och undertitel Uppskattning av framtida gaspotential i två skånska deponier fallstudier av Filborna, Helsingborg och Albäck, Trelleborg Sammandrag Deponigas bildas till följd av anaerob nedbrytning av biologiskt nedbrytbart material från avfall i deponier. I Sverige har utvinning av den energirika deponigasen hittills i huvudsak använts till värmeproduktion. En teknik som är på internationell frammarsch är uppgradering av deponigasen till fordonsgas. Nordvästra Skånes Renhållnings AB, NSR AB, planerar att uppgradera deponigas från sin deponi Filborna i Helsingborg. En sådan investering kräver att deponigasuttaget kan kvantifieras och säkerställas i framtiden, vilket detta examensarbete syftar till att utreda. Examensarbetets huvudsakliga målsättning är att uppskatta gaspotentialen i Filborna, 20 år framåt i tiden. Ett andra syfte är att uppskatta gaspotentialen i deponin Albäck i Trelleborg som ägs av Sydvästra Skånes Avfallsaktiebolag (SYSAV). En metod för att uppskatta gaspotentialen i deponier är modellering av anaerob nedbrytning, vilket i examensarbetet gjordes i LandGEM. Modellering av åtta avfallsfraktioner: papper, trä, matavfall, trädgårdsavfall, blöjor, textil, AVR-slam samt gallerrens och sandfång, genomfördes för både Albäck och Filborna. De till modelleringen använda mängderna uppskattades utifrån en utredning över vilka avfallsmängder och avfallstyper som deponerats på respektive deponi. Därefter utreddes sammansättningen på det deponerade avfallet och avfallets potential till att bidra till deponigasproduktionen. I examensarbetet modellerades varje ovan nämnd avfallsfraktion enskilt för att ta hänsyn till nedbrytbarheten hos olika avfallsfraktioner. Fyra scenarion modellerades för varje avfallsfraktion, med syfte att spegla intervall på nedbrytningshastighet och innehåll av biologiskt nedbrytbart material. Till skillnad mot Albäck delades Filborna, på grund av sin storlek och komplexitet, upp i olika delområden vilka modellerades separat. Gasuttaget för respektive delområde samt för deponierna i sin helhet uppskattades och sattes i relation till den modellerade gasproduktionen. Utifrån resultaten uppskattas över hälften av den totalt ackumulerade gasproduktionen, sett i ett tidsperspektiv från idrifttagande av respektive deponi fram till 2030, ha genererats, i både Filborna och Albäck. Modellresultaten indikerade, beroende på scenario, en kvarvarande gaspotential på 20-30 Mm3 för Albäck och 115-235 Mm3 för Filborna fram till 2030. Av Filbornas delområden hade BC 200-500 högst kvarvarande gaspotential räknat i absoluta tal, följt av Övriga deponiceller. Papper och trä visade sig, enligt modellresultaten för båda deponierna, vara de avfallsfraktioner som har bidragit mest till gasproduktionen under den bestämda tidsperioden. Hur stor del av den uppskattade gasproduktionen som kommer att kunna utvinnas, och för Filbornas del uppgraderas, beror bland annat på gasutvinningssystemen och hur den kommande sluttäckningen kommer att påverka deponigasproduktionen. Nyckelord Gaspotential, deponigasbildning, avfallsfraktion, biologiskt nedbrytbart material, halveringstid Sidomfång 124 Språk Svenska Sammandrag på engelska ISRN LUTFD2/TFEM--11/5048--SE + (1-124) iii

iv

Organisation, The document can be obtained through LUND UNIVERSITY Department of Technology and Society Environmental and Energy Systems Studies Box 118 SE - 221 00 Lund, Sweden Telephone: int+46 46-222 00 00 Telefax: int+46 46-222 86 44 Type of document Master thesis Date of issue January 2011 Authors Sofia Bergström Anna Fråne Title and subtitle Estimation of Gaspotential in Two Swedish Landfills Case Studies of Filborna, Helsingborg and Albäck, Trelleborg Abstract Landfill gas formation is due to anaerobic degradation of biologically degradable material in waste. In Sweden, extracted landfill gas has mostly been used for heat production. A technique recently recognized is the upgrading of landfill gas into vehicle fuel. Nordvästra Skånes Renhållnings AB, NSR AB, is planning to upgrade landfill gas from their landfill Filborna in Helsingborg. Such an investment requires that landfill gas extraction is secured and quantified in the near future, which this Master thesis aims to investigate. The main purpose of the thesis is to investigate the gas potential of Filborna, 20 years ahead. A second purpose is to investigate the gas potential of the landfill Albäck in Trelleborg, owned by Sydvästra Skånes Avfallsaktiebolag (SYSAV). A method of predicting the gas potential is by the use of models. In the thesis, eight waste fractions were modelled using LandGEM; paper, wood, food waste, garden- and park waste, napkins, textiles, sewage sludge and waste removed in grids in waste water treatment. The input data in form of tonnes of landfilled waste was estimated by an extensive study of the history of the two landfills, with focus on landfilled waste. Furthermore, the composition of the waste was determined as well as the contribution of each waste fraction to landfill gas formation. The eight waste fractions were modelled separately in order to take into account the variety in degradability of the different waste fractions. For each waste fraction, four scenarios were modelled. This was to illustrate the impact of degradability rate and content of DOC (degradable organic carbon) on gas formation. Contrary to Albäck, Filborna was divided into different parts, due to its size and complexity. Landfill gas extraction of each part and of the landfill in total was determined and put in relation to the modelled gas formation. According to the results, more than half of the accumulated amount of total landfill gas formed from both Filborna and Albäck has already been produced, seen in a time perspective from the opening of each landfill to the year 2030. The remaining gas potential until 2030 would, according to the results, be 20-30 MNm3 for Albäck and 115-235 MNm3 for Filborna. Among Filborna s different parts, BC 200-500 would have the highest remaining gas potential, in absolute values, accompanied by Övriga deponiceller. According to the results, for both landfills, paper and wood would be the two waste fractions with the highest contribution to the total gas potential. How much of the landfill gas generated that can be extracted, and upgraded in the case of Filborna, is affected by the landfill gas extraction system and the potential impact of the final cover on landfill gas formation. Keywords Gas potential, landfill gas formation, waste fraction, biologically degradable material, half-life time Number of pages 124 Language Swedish, English abstract ISRN LUTFD2/TFEM--11/5048--SE + (1-124) v

Uppskattning av framtida gaspotential i två skånska deponier - fallstudier av Filborna, Helsingborg och Albäck, Trelleborg Examensarbete av: 2011-01-26 Sofia Bergström & Anna Fråne Institutionen för miljö- och energisystem Handledare: Håkan Rosqvist, Eva Leire Avdelningen för teknik och samhälle & Charlotte Retzner Lunds universitet

SUMMARY Landfill gas formation is due to anaerobic degradation of biologically degradable material in waste. In Sweden, extracted landfill gas has mostly been used for heat production. A technique recently recognized is the upgrading of landfill gas into vehicle fuel. Nordvästra Skånes Renhållnings AB, NSR AB, is planning to upgrade landfill gas from their landfill Filborna in Helsingborg. Such an investment requires that landfill gas extraction is secured and quantified in the near future, which this Master thesis aims to investigate. The main purpose of the thesis is to investigate the gas potential of Filborna, 20 years ahead. A second purpose is to investigate the gas potential of the landfill Albäck in Trelleborg, owned by Sydvästra Skånes Avfallsaktiebolag (SYSAV). A method of predicting the gas potential is by the use of models. In the thesis, eight waste fractions were modelled using LandGEM; paper, wood, food waste, garden and park waste, napkins, textiles, sewage sludge and waste removed in grids in waste water treatment. The input data in form of tonnes of landfilled waste was estimated by an extensive study of the history of the two landfills, with focus on landfilled waste. Furthermore, the composition of the waste was determined as well as the contribution of each waste fraction to landfill gas formation. The eight waste fractions were modelled separately in order to take into account the variety in degradability of the different waste fractions. For each waste fraction, four scenarios were modelled. This was to illustrate the impact of degradability rate and content of DOC (degradable organic carbon) on gas formation. Contrary to Albäck, Filborna was divided into different parts, due to its size and complexity. Landfill gas extraction of each part and of the landfill in total was determined and put in relation to the modelled gas formation. According to the results, more than half of the accumulated amount of total landfill gas formed from both Filborna and Albäck has already been produced, seen in a time perspective from the opening of each landfill to the year 2030. The remaining gas potential until 2030 would, according to the results, be 20 30 MNm 3 for Albäck and 115 235 MNm 3 for Filborna. Among Filborna s different parts, BC 200 500 would have the highest remaining gas potential, in absolute values, accompanied by Övriga deponiceller. According to the results, for both landfills, paper and wood would be the two waste fractions with the highest contribution to the total gas potential. How much of the landfill gas generated that can be extracted, and upgraded in the case of Filborna, is affected by the landfill gas extraction system and the potential impact of the final cover on landfill gas formation. Key words: Gas potential, landfill gas formation, waste fraction, biologically degradable material, half life time vii

SAMMANFATTNING Deponigas bildas till följd av anaerob nedbrytning av biologiskt nedbrytbart material från avfall i deponier. I Sverige har utvinning av den energirika deponigasen hittills i huvudsak använts till värmeproduktion. En teknik som är på internationell frammarsch är uppgradering av deponigasen till fordonsgas. Nordvästra Skånes Renhållnings AB, NSR AB, planerar att uppgradera deponigas från sin deponi Filborna i Helsingborg. En sådan investering kräver att deponigasuttaget kan kvantifieras och säkerställas i framtiden, vilket detta examensarbete syftar till att utreda. Examensarbetets huvudsakliga målsättning är att uppskatta gaspotentialen i Filborna, 20 år framåt i tiden. Ett andra syfte är att uppskatta gaspotentialen i deponin Albäck i Trelleborg, som ägs av Sydvästra Skånes Avfallsaktiebolag (SYSAV). En metod för att uppskatta gaspotentialen i deponier är modellering av anaerob nedbrytning, vilket i examensarbetet gjordes i LandGEM. Modellering av åtta avfallsfraktioner: papper, trä, matavfall, trädgårdsavfall, blöjor, textil, AVR slam samt gallerrens och sandfång, genomfördes för både Albäck och Filborna. De till modelleringen använda mängderna uppskattades utifrån en utredning över vilka avfallsmängder och avfallstyper som deponerats på respektive deponi. Därefter utreddes sammansättningen på det deponerade avfallet och avfallets potential till att bidra till deponigasproduktionen. I examensarbetet modellerades varje ovan nämnd avfallsfraktion enskilt för att ta hänsyn till nedbrytbarheten hos olika avfallsfraktioner. Fyra scenarion modellerades för varje avfallsfraktion, med syfte att spegla intervall på nedbrytningshastighet och innehåll av biologiskt nedbrytbart material. Till skillnad mot Albäck delades Filborna, på grund av sin storlek och komplexitet, upp i olika delområden vilka modellerades separat. Gasuttaget för respektive delområde samt för deponierna i sin helhet uppskattades och sattes i relation till den modellerade gasproduktionen. Utifrån resultaten uppskattas över hälften av den totalt ackumulerade gasproduktionen, sett i ett tidsperspektiv från idrifttagande av respektive deponi fram till 2030, ha genererats, i både Filborna och Albäck. Modellresultaten indikerade, beroende på scenario, en kvarvarande gaspotential på 20 30 Mm 3 för Albäck och 115 235 Mm 3 för Filborna fram till 2030. Av Filbornas delområden hade BC 200 500 högst kvarvarande gaspotential räknat i absoluta tal, följt av Övriga deponiceller. Papper och trä visade sig, enligt modellresultaten för båda deponierna, vara de avfallsfraktioner som har bidragit mest till gasproduktionen under den bestämda tidsperioden. Hur stor del av den uppskattade gasproduktionen som kommer att kunna utvinnas, och för Filbornas del uppgraderas, beror bland annat på gasutvinningssystemen och hur den kommande sluttäckningen kommer att påverka deponigasproduktionen. Nyckelord: Gaspotential, deponigasbildning, avfallsfraktion, biologiskt nedbrytbart material, halveringstid viii

FÖRORD Vi vill framförallt tacka vår huvudhandledare Håkan Rosqvist på Rosqvist Resurs för hans engagemang, tillgänglighet och goda idéer till examensarbetet. Ett stort tack vill vi också rikta till våra handledare Eva Leire och Charlotte Retzner på institutionen för miljö och energisystem (IMES) på Lunds Tekniska Högskola för deras uppmuntran och konstruktiva kritik. IMES ska också ha tack för det fina välkomnandet och de trevliga fikastunderna. På NSR vill vi tacka Kjell Fredriksson för hans tålamod och guidade turer på Filborna. Kjells kunskaper om gasutvinningssystemet har varit oumbärlig information i examensarbetet, liksom Jan Erik Meijers och Dag Lewis Jonssons kunskaper om Filborna. Dessutom ska Magnus Lindsjö ha ett stort tack för all hjälp vi fått i sökandet efter information. Vi vill vidare tacka Staffan Salö och Stig Edner på SYSAV Utveckling för deras trevliga mottagande och visat intresse för vårt arbete. Tack också till Bengt Håkansson på Albäck för utlåning av miljörapporter och alltid lika positiva bemötande. Slutligen vill vi betona att vi verkligen har uppskattat samarbetet med NSR och SYSAV och hoppas att vårt examensarbete kommer er till nytta. Sofia Bergström och Anna Fråne Lund, 2011 01 26 ix

FÖRKLARINGAR TILL ORD OCH BEGREPP Avfall Biologiskt nedbrytbart avfall Brännbart avfall CBG Deponi Deponigas DOC DOC f Fermentation Grovavfall Halveringstid Hushållsavfall Inert avfall Kompaktor LBG Varje föremål, ämne eller substans som innehavaren gör sig av eller avser eller är skyldig att göra sig av med (15 kap 1 miljöbalken) Avfall som kan brytas ned i syrefri miljö (anaerobt) eller i tillgång på syre (aerobt). Avfall som brinner utan energitillskott efter det att förbränningsprocessen startat (Avfallsförordningen 4 ) Compressed Biogas. Komprimerad gas. Kontrollerat upplag för avfall som inte avses flyttas (Deponeringsförordningen 5 ) Gas, mestadels bestående av metan och koldioxid, som bildas vid anaerob nedbrytning av biologiskt nedbrytbart avfall i en deponi. Degradable Organic Carbon, andel nedbrytbart kol i avfall. DOC är en modellparameter i LandGEM. Andel av det biologiskt nedbrytbara kolet som förutsätts brytas ned i deponin. DOC f är en modellparameter i LandGEM. Nedbrytning i anaerob miljö där organiskt material fungerar som elektronacceptor. Hushållsavfall som är så tungt eller skrymmande att det inte är lämpligt att samla in i säck eller kärl (se NFS 2004:4 4 ). Hastighetsmått som används i processer där hastigheten avtar i proportion till den kvarvarande mängden. Efter en halveringstid återstår 50 % av den ursprungliga mängden, efter två halveringstider 25 % etc. Med hushållsavfall avses avfall som kommer från hushåll samt därmed jämförligt avfall från annan verksamhet (MB 15 2 ). Med hushållsavfall avses avfall som kommer från hushåll samt därmed jämförligt avfall från annan verksamhet. Avfall som inte genomgår några väsentliga fysikaliska, kemiska eller biologiska förändringar (Deponiförordningen 3 ). Fordon som används för att minska avfallsvolym på en deponi genom packning eller sönderdelning. Liquid Biogas. Flytande biogas. x

L 0 MCF Nm 3 Obligat anaeroba mikroorganismer Organiskt avfall PE rör TOC TS VFA VS L 0, metangaspotentialen, är den totala mängd metangas som ett avfall kan ge upphov till under hela sin nedbrytningsprocess. L 0 är en modellparameter i LandGEM uppbyggd av DOC, DOCf, MCF och F. Korrigeringsfaktor som tar hänsyn till tekniska aspekter kring skötseln av en deponi, som hur väl kompakterat avfallet är och hur effektivt gasuppsamlingssystemet är. Standardenhet för 1 m 3 gas vid trycket 1,01325 bar och temperaturen 0 C. Mikroorganismer som inte överlever i närvaro av syre. Avfall som innehåller organiskt kol, exempelvis biologiskt avfall eller plastavfall (Avfallsförordningen 4 ). Rör gjorda av polyeten som ofta används i gasutvinningssystem. Total Organic Carbon. Mätmetod för att mäta TOC enligt svensk standard är SS EN 13137. Standardmetoden ger andel elementärt och organiskt kol och kan användas för avfall, slam och sediment. Torrsubstansen är det som återstår när ett materials innehåll av vatten har torkats bort. Lågmolekylära flyktiga fettsyror såsom ättikssyra, propionsyra och smörsyra. Volatile solids anger organiskt innehåll i ett material och är torrsubstansen (TS) minus aska. VS anges ofta som procent av TS och kallas också för glödförlust. xi

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. INLEDNING...1 1.1 PROBLEMBESKRIVNING...1 1.2 SYFTE, FRÅGESTÄLLNINGAR OCH AVGRÄNSNINGAR...2 1.3 ÖVERGRIPANDE AVGRÄNSNINGAR...2 1.4 DISPOSITION...3 1.5 GENERELL METOD...3 2. BAKGRUND...5 2.1 DEPONERING I SVERIGE EN TILLBAKABLICK...5 2.2 DEPONERING MINSKAR TILL FÖLJD AV STYRMEDEL...6 2.2.1 PRODUCENTANSVAR, DEPONISKATT OCH DEPONERINGSFÖRBUD...7 2.3 DEPONIGASTEKNIK...8 2.3.1 GASUTVINNINGSSYSTEM...9 2.3.2 DEPONIGASENS SAMMANSÄTTNING...10 2.3.3 RISKER MED DEPONIGAS...10 2.3.4 RENING OCH UPPGRADERING AV DEPONIGAS...10 3. TEORI... 12 3.1 DEPONIERS UPPBYGGNAD... 12 3.1.1 BARRIÄRER...12 3.2 NEDBRYTNING... 14 3.2.1 BEGREPPSFÖRKLARING...14 3.2.2 NEDBRYTNINGENS FUNKTION...15 3.2.3 NEDBRYTNING I EN DEPONI...16 3.2.4 METANOXIDATION I TÄCKSKIKT...20 3.3 MODELLERING AV ANAEROB NEDBRYTNING I DEPONIER... 21 3.3.1 MODELLER I LITTERATUREN...23 3.3.2 PARAMETERVÄRDEN...27 4. FALLSTUDIER... 30 4.1 DIREKT EXKLUDERADE AVFALLSSLAG OCH AVFALLSFRAKTIONER... 30 4.2 ALBÄCK... 31 4.2.1 HISTORIK...31 4.2.2 INFORMATIONSSÖKNING...34 4.2.3 UPPDELNING I AVFALLSSLAG...34 4.2.4 UPPSKATTNING AV DEPONERADE MÄNGDER...35 4.2.5 ÖVRIGA DEPONERADE AVFALLSSLAG...36 4.2.6 AVFALLETS SAMMANSÄTTNING...38 4.3 FILBORNA... 40 4.3.1 HISTORIK...40 4.3.2 INFORMATIONSSÖKNING...45 4.3.3 UPPSKATTNING AV DEPONERADE MÄNGDER...45 4.3.4 ÖVRIGA DEPONERADE AVFALLSFRAKTIONER...47 4.3.5 AVFALLETS SAMMANSÄTTNING...50 4.3.6 UPPDELNING I DELOMRÅDEN...53 4.3.7 DELOMRÅDEN DEPONERADE MÄNGDER OCH GASUTTAG...55 4.3.8 UPPSKATTAT GASUTTAG FÖR VARJE REGLERBRUNN...59 4.4 MODELLERING AV ALBÄCK OCH FILBORNA... 60 4.4.1 VAL AV MODELL...61 xii

4.4.2 ANTAGNA PARAMETERVÄRDEN...61 5.RESULTAT... 65 5.1 ALBÄCK... 65 5.1.1 DEPONERADE MÄNGDER...65 5.1.2 MODELLERAD GASPRODUKTION...65 5.1.3 MODELLERAD GASPRODUKTION I RELATION TILL GASUTTAG...69 5.2 FILBORNA... 69 5.2.1 DEPONERADE MÄNGDER OCH MODELLERAD GASPRODUKTION...70 5.2.2 TOTAL GASPRODUKTION I RELATION TILL GASUTTAG...82 6. DISKUSSION... 87 6.1 KVARVARANDE GASPOTENTIAL... 87 6.2 BETYDELSEN AV VALDA MODELLPARAMETRAR... 89 6.3 RESULTATENS RIMLIGHET... 90 6.4 TRENDER OCH AVVIKELSER I RESULTATEN... 92 6.5 UTVÄRDERING AV LANDGEM... 93 6.6 OSÄKERHETER FÖRKNIPPADE MED STUDIEN... 94 6.7 SLUTTÄCKNINGENS INVERKAN PÅ GASUTVINNING... 95 7. SLUTSATSER... 97 8. REFERENSER... 98 BILAGA 1 UPPSKATTADE MÄNGDER AV DEPONERADE AVFALLSSLAG...104 BILAGA 2 DEPONERADE AVFALLSFRAKTIONER TILL GRUND FÖR MODELLERINGEN...106 BILAGA 3 UPPSKATTAT GASUTTAG FÖR FILBORNAS DELOMRÅDEN...111 xiii

1. INLEDNING Deponering har länge varit, och är än idag det vanligaste sättet för omhändertagande av avfall (UNEP, 2011). Deponering av avfall på kontrollerade deponier sågs till en början som en lösning på hälso och miljöproblem relaterade till okontrollerad avfallsförbränning och dumpning av avfall i naturen. Samtidigt som många av hälso och miljöproblemen åtgärdades genom åtgärden tillkom nya problem relaterade till bildandet av deponigas och lakvatten. (El fadel et al., 1997) Förutom brand och explosionsrisk, grundvatten och luftföroreningar, luktproblem och skador på vegetation bidrar deponigas till den globala uppvärmningen genom sitt innehåll av metan (IEA, 2009). Metan är, på grund av sin förmåga att bättre absorbera värmestrålning, en 25 gånger starkare växthusgas än koldioxid (GWP 100 ) och står för ungefär en fjärdedel av de globala växthusgasutsläppen. (Naturvårdsverket, 2007) Drygt 60 % av de globala metanutsläppen tillskrivs antropogena källor, resterande mängd kommer från naturliga utsläpp från framförallt torvmossar och våtmarker. I Sverige svarar deponier för omkring 30 % av metanutsläppen och är den största antropogena källan till metanutsläpp efter jordbruket. (Bernes, 2007) De åtgärder som idag används för att begränsa deponiers utsläpp av metan till atmosfären baseras framförallt på utvinningssystem som kan omhänderta den bildade deponigasen. Gasen kan användas till el och värmeproduktion eller uppgraderas till fordonsgas. Det första gasutvinningssystemet togs i drift 1975 i USA. 2004 fanns globalt ungefär 1150 anläggningar för utvinning av deponigas i energisyfte, de flesta i Europa, men det största energiuttaget fanns i USA (Willumsen, 2004). Uppgradering av deponigas till fordonsgas är ett användningsområde för deponigas på internationell frammarsch. Omkring 20 projekt för uppgradering av deponigas till fordonsgas pågår i världen (IEA, 2009), däribland ett projekt på initiativ av Nordvästra Skånes Renhållnings AB, NSR AB. NSR planerar att uppgradera deponigas från Filborna deponin tillsammans med biogas från biogasanläggningen, till fordonsgas i form av flytande biogas (LBG). Deponigasen kommer att utvinnas från den avslutade Filborna deponin i Helsingborg, en av Sveriges största deponier. Uppgraderingstekniken är utvecklad av Volvo Technology Transfers dotterbolag Terracastus Technologies. Uppgradering av deponigas till fordonsgas är av ekonomiskt intresse för NSR då lönsamheten från uppgradering av deponigas till LBG är större än från dagens gasförsäljning till el och värmeproduktion. Förutom den ekonomiska vinningen ger investeringen en miljönytta genom att LBG kan ersätta fossila fordonsbränslen. För att det ska vara ekonomiskt gynnsamt att investera i en uppgraderingsanläggning för deponigas krävs det att gasproduktionen från deponin kan säkerställas och kvantifieras en tid framöver. I examensarbetet har denna tidsaspekt bedömts vara 20 år fram i tiden. 1.1 PROBLEMBESKRIVNING Nedbrytning av avfall är en komplex process, dels på grund av de olika biologiska processerna dels eftersom avfallet som deponerats ofta är av mycket heterogen karaktär. Detta gör uppskattningen av gasproduktionen i en deponi till en svår uppgift. För att kunna avgöra hur mycket metan som bildas i den anaeroba nedbrytningsfasen måste hänsyn tas till en mängd faktorer. Inledningsvis måste det finnas kännedom om när avfallet har deponerats samt om dess mängd och ursprung. Vidare är det avgörande att ha vetskap om de deponerade avfallsfraktionerna samt dess halt av biologiskt nedbrytbart material. Utifrån givna platsspecifika förutsättningar måste det sedan 1

uppskattas hur stor del av det biologiskt nedbrytbara materialet som faktiskt bryts ner och med vilken hastighet detta sker. Gasproduktionen från biologiskt nedbrytbart material avtar med tiden och måste, för att den framtida gasproduktionen ska kunna uppskattas, beskrivas med någon typ av modell. Beroende på hur länge en deponi har varit i drift befinner sig avfallet i olika skeden av nedbrytningen, vilket en modell bör kunna beskriva. Olika typer av avfall ger upphov till olika mycket gas och med olika hastighet, vilket också måste kunna klargöras i den valda modellen. För att möjliggöra en uppskattning av den framtida gasproduktionen måste därför en kartläggning av vad för typ av avfall som deponeras och i vilka mängder utföras. Sammansättningen på avfallet har historiskt sett annorlunda ut beroende på variationer i konsumtions och beteendemönster. Även avfallshanteringen, liksom klassningen av avfall, har förändrats med tiden på grund av ökade avfallsmängder, ny lagstiftning och ökad miljömedvetenhet. Det finns därtill ofta stor osäkerhet kring vad som har deponerats eftersom deponerade avfallsmängder under tidigare år inte är angivna med samma noggrannhet som idag. 1.2 SYFTE, FRÅGESTÄLLNINGAR OCH AVGRÄNSNINGAR Examensarbetets huvudsyfte är att uppskatta den framtida gaspotentialen i Filborna deponin för att säkerställa och kvantifiera tillförseln av deponigas till uppgraderingsanläggningen. Med framtida gaspotential åsyftas ett tidsperspektiv på omkring 20 år, det vill säga fram till och med år 2030. Mot bakgrund av ett samarbete mellan NSR och SYSAV Utveckling, som involverar kunskapsutbyte inom deponigas, är en ytterligare målsättning med examensarbetet att uppskatta gaspotentialen i en av SYSAVs deponier, Albäck i Trelleborg. Trots att SYSAV inte planerar att anlägga en uppgraderingsanläggning för deponigas är det för SYSAV Utveckling värdefullt att ha vetskap om gasproduktionen i deponin. Examensarbetet kan därför betraktas som två fallstudier kring gaspotential i deponier. För att uppfylla examensarbetets syften ställdes ett antal frågeställningar upp: Vilka mängder och vad för slags avfall har deponerats på Filborna respektive Albäck? Hur kan anaerob nedbrytning i deponier beskrivas och modelleras? I vilken utsträckning bidrar olika avfallsfraktioner till gasproduktionen? Hur kan Filborna delas upp i delområden för att underlätta uppskattningen av gaspotentialen? 1.3 ÖVERGRIPANDE AVGRÄNSNINGAR Examensarbetet omfattar modellering av gaspotentialen i två deponier; Albäck i Trelleborg och Filborna i Helsingborg, som fortsättningsvis i rapporten benämns Albäck och Filborna. Gasproduktionen modelleras i fallet med Albäck från det år deponin togs i drift, och i fallet med Filborna från det år respektive delområde togs i drift. Parametervärden och data baseras på litteraturuppgifter alternativt anläggningsspecifik data. Inga egna mätningar utförs. Det bortses från metanoxidation i täckskikt då oxidationen inte påverkar gasproduktionen. Uppskattning av metanoxidation är relevant i sammanhang då metanemissioner 2

från deponier ska beräknas, vilket inte ingår i ramen för examensarbetet. I examensarbetet bortsågs från den reducering av gasproduktion som sker på grund av att en del av det biologiskt nedbrytbara materialet bryts ned aerobt. Gaspotentialen i de båda studerade deponierna uppskattades med hjälp av en i examensarbetet vald modell för anaerob nedbrytning i deponier. Avfallsfraktioner som i sammanhanget ansågs innehålla en försumbar andel biologiskt nedbrytbart material exkluderades i modelleringen, då dessa inte ansågs bidra till gasproduktionen i nämnvärd grad. Även avfallsfraktioner som deponerats i relativt liten omfattning eller som inom ramen för studien inte ansågs rimliga att göra en vidare utredning på exkluderades i modelleringen. Likaså bortsågs från rena massor samt avfall som använts i konstruktion på deponin. 1.4 DISPOSITION I efterföljande kapitel 1.5 presenteras den generella arbetsmetodiken som tillämpats i examensarbetet. I kapitel 2, bakgrundskapitlet introduceras deponering och deponigasteknik. Därefter följer ett teorikapitel, kapitel 3, som inledningsvis ger en beskrivning över deponiers uppbyggnad och sedan en ingående redogörelse för nedbrytningsprocesserna i en deponi. Metanoxidation i täckskikt, som inte vidare behandlas i examensarbetet, tas översiktligt upp i slutet av avsnittet som beskriver nedbrytning i en deponi. Avslutningsvis, i kapitel 3, behandlas hur anaerob nedbrytning i deponier kan beskrivas genom modellering samt den i examensarbetet genomförda litteraturstudien över tillgängliga modeller presenteras. I kapitel 4 introduceras de två fallstudierna Albäck och Filborna. Inledningsvis presenteras en historik kring deponierna och en beskrivning av dess struktur. Därefter redovisas det tillvägagångssätt som använts vid framtagandet av data för modellering av gasproduktion. Med data åsyftas information om deponerade mängder och avfallsslag. Mycket tid har lagts på att leta fram data, vilket är anledningen till att fallstudierna har fått ett stort utrymme i rapporten. I kapitel 4 behandlas även modelleringen av gasproduktionen för Albäck och Filborna. Avsnittet inleds med en motivering till val av modell. En beskrivning av de avfallsslag som har inkluderats i modelleringen finns också under detta kapitel, liksom en motivering av de till modelleringen valda parametervärden samt i modelleringen inkluderade och exkluderade avfallsfraktioner. Då fallstudierna är omfattande finns, som nämnts ovan, en kortfattad generell arbetsmetodik, i kapitel 1.5 nedan, för läsaren som vill undvika en alltför tidskrävande djupdykning. Efter fallstudierna följer kapitel 5, resultat, och slutligen kapitel 6, diskussion och kapitel 7, slutsatser. Bilaga 1 3 innehåller information om uppskattade mängder av deponerade avfallsslag (Bilaga 1), deponerade avfallsfraktioner (Bilaga 2) och uppskattat gasuttag för Filbornas delområde (Bilaga 3). 1.5 GENERELL METOD Initialt i examensarbetet byggdes en generell förståelse för deponier; dess uppbyggnad, historia och de nedbrytningsprocesser som sker vid anaerob nedbrytning, upp. Samtidigt studerades olika modeller för uppskattning av gasproduktion från deponier. Därefter utreddes historiska fakta gällande deponerade avfallsmängder från driftstart till stängning, deponerade avfallstyper samt gasuttag baserat på tillgängliga uppgifter från exempelvis NSR, Helsingborg Stad, SYSAV, Trelleborgs kommun och Länsstyrelsen i Skåne. Bakgrundsmaterial inhämtades från litteratur och vetenskapliga artiklar. Data om gasuttag, deponerade mängder, avfallstyper och ursprung, exempelvis hushålls eller industriavfall, hämtades från exempelvis miljörapporter och årsredovisningar. För de år dokumentation saknades gjordes antaganden angående deponerade 3

avfallsmängder och typ baserat på befintlig information från närliggande år. Information hämtades och kompletterades också från muntliga källor och från olika typer av historiska dokument. Hushållsavfallets sammansättning uppskattades för varje år baserat på en tidstypisk sammansättning hämtat från bland annat plockanalyser. Industriavfallets sammansättning är platsspecifikt och var därför svårare att uppskatta. Kunskap om industrier som finns och har funnits i området kan möjligtvis ge en indikation på vilken typ av avfall som hade deponerats och i vilka mängder. Uppgifter om metanhalt i deponigasen från deponierna var först planerade att hämtas från respektive anläggning, men då uppgifter om metanhalt endast fanns tillgängligt från en begränsad del av deponiernas drifttid antogs istället en metanhalt på 50 %. När tillfredställande mängd data hade samlats in valdes den modell som ansågs mest lämplig för de två studerade deponierna. Ambitionen var att hitta ingående data för att i en modellering sedan kunna återspegla verkligheten så nära som möjligt. Detta syfte krävde en modell som klarade av att hantera detaljnivån av data, som att exempelvis kunna indela avfallet i flera fraktioner. Den generella arbetsprocessen var att Albäck i huvudsak studerades först eftersom den är mindre i storlek och dessutom mindre komplex än Filborna. Genom en sådan arbetsgång kunde inhämtad kunskap och erfarenhet från arbetet med den mer lättöverskådliga Albäck appliceras på examensarbetes huvudsakliga objekt, Filborna. 4

2. BAKGRUND I följande kapitel presenteras inledningsvis en historisk tillbakablick över utvecklingen av deponier med tonvikt på Sverige. Därefter ges en översikt över de styrmedel som syftat till att minska mängden avfall till deponering, såsom producentansvar, deponiskatt och deponeringsförbud. Avslutningsvis följer ett avsnitt om deponigasteknik med en beskrivning av gasutvinningssystem för deponigas, deponigasens sammansättning, risker med deponigas samt rening och uppgradering av deponigas. 2.1 DEPONERING I SVERIGE -EN TILLBAKABLICK Människan har genererat avfall sedan urminnes tider, med deponering som vanligaste bortförskaffningsmetod. Industrialismen medförde ett trendskifte kring genereringen av avfall som innebar en tydlig trend med ökande avfallsmängder. Med en ökande befolkningsmängd blev avfallet snart en sanitär olägenhet och beskylld för att vara anledningen till spridningen av bland annat kolera i Sverige. Som ett försök att åtgärda de hygieniska problemen med avfallet infördes i Sverige på 1800 talet system för omhändertagande av avfall och senare samma århundrade blev det förbjudet att slänga sopor på gatorna. Åtgärderna innebar att de flesta svenska städerna hade någon form av avfallshantering redan på 1800 talet. (Österman, 2008) Avfallshanteringen på den här tiden syftade dock mestadels till insamling av avfall och inte på behandling av avfallet (RVF, 1997a). I början av 1900 talet skedde separat insamling av gödsel, latrin och hushållsavfall som kunde användas till mat åt grisar. Latrin och gödsel torkades till ett pulver och användes inom jordbruket. Avfall som inte kom till nytta inom jordbruks eller boskapsskötsel såldes oftast vidare eller återanvändes. Resterna som inte ingick i avfallshanteringens i mångt och mycket slutna kretslopp deponerades eller brändes mycket småskaligt. (Österman, 2008) Med tiden blev hushållsavfallets innehåll mer komplext och fraktionerna mindre rena. På 1930 talet gjorde bland annat ökad inblandning av metall att det inte gick att få lika bra avsättning för hushållsavfallet till jordbruksändamål som tidigare. Användningen av hushållsavfall som gödselmedel, till exempel, minskade under denna period på grund av minskande mängder latrin och lägre andel biologiskt nedbrytbart material i hushållsavfallet. Än var det inte aktuellt att använda avfall till uppvärmningsändamål eftersom fjärrvärmenät inte var tillräckligt utbyggt. Låga oljepriser gjorde dessutom att det inte fanns incitament för att behandla avfall genom förbränning. Ovan beskrivna faktorer var bidragande orsaker till att en större andel avfall deponerades. (Lagerkvist, 2003) Även om avfallsmängderna ökade och fraktionerna blev mer heterogena producerades i Sverige relativt lite avfall fram till 1950 talet. Material återanvändes eller såldes fortfarande så långt det var möjligt; ett beteende som var speciellt tydligt efter andra världskrigets slut. (Österman, 2008) De sopor som trots allt uppkom hamnade på deponi. På 1960 1970 talet ökade den svenska levnadsoch boendestandarden, vilket medförde att genererade avfallsmängder ökade, och således också avfallsmängderna till deponi. Det var inte enbart avfallsmängderna som ökade; engångsartiklar och användning av mer förpackningsmaterial såsom plast blev allt vanligare och hjälpte till att öka avfallsvolymerna. Gamla bostäder revs för att göra plats för nya och bygg och rivningsavfall 5

ledde till ytterligare mängder avfall till deponering. Även farligt avfall från industrier följde en uppåtgående trend. (RVF, 1997a) Från 1940 talet fram till slutet av 1960 talet var deponin den givna slutdestinationen för Sveriges avfall. Under den här perioden hade förbränning av avfall endast förekommit på små kvartersanläggningar, vilket kom att ändras i slutet av 1960 talet då större regionala förbränningsanläggningar började byggas. Övergången till storskalig förbränning av avfall var ett resultat av att sopbergen började ses som ett allvarligt problem. Deponierna var överfulla och kvittblivning av avfall genom förbränning prioriterades. Miljölagstiftningens införande 1969 innebar dessutom ökade krav på deponiernas utformning och det blev svårare att hitta lämplig mark för deponering. (RVF, 1997a) Till följd minskade deponeringen och trenden skulle komma att fortsätta som resultat av en rad åtgärder, vilka behandlas i nästa avsnitt. 2.2 DEPONERING MINSKAR TILL FÖLJD AV STYRMEDEL Deponering i Sverige har, som visas i Figur 1, minskat drastiskt under 1990 och 2000 talet. Från att det 1994 fanns över 300 deponier för kommunalt avfall hade antalet, vid utgången av 2010, reducerats till 90 stycken (Avfall Sverige Utveckling, 2010a). Orsakerna till nedgången utreds i följande kapitel tillsammans med en kort jämförelse med situationen i Europa. Viktiga hållpunkter som bidragit till att minska avfallsmängderna till deponering i Sverige finns sammanfattade i Figur 3. På 1980 talet befästes konceptet som senare kom att kallas EU:s avfallshierarki(rvf, 1997a). Ett första steg till avfallstrappan togs i Direktiv 75/442/EG, men utvecklades och förtydligades i direktivet från 2008 (Direktiv 2008/98/EG). Avfallshierarkin, enligt dagens definition, grundar sig på en prioritetsordning som baseras på att avfall i första hand ska minimeras, därefter återanvändas, i tredje hand materialåtervinnas, i fjärde hand energiåtervinnas och i sista hand deponeras. Detta för att försöka minska förbränning och deponering av avfall. (Direktiv 2008/98/EG) Avfallshierarkin illustreras i Figur 2. Figur 1. Illustration över hur avfallsmängderna till deponering i Sverige har minskat under 1990 och 2000 talet (Avfall Sverige, 2010b). EG direktivet om deponering av avfall (Direktiv 1999/31/EG) infördes 1999 och skulle komma att bidra till deponier av en högre standard i Sverige och Europa. Direktivet skulle genomföras i medlemsstaterna senast 2001 och införlivades i svensk lagstiftning genom Förordning (2001:512) om deponering av avfall. Förordningen, som kom att kallas deponeringsförordningen, syftade till att reducera deponiers negativa effekter på människors hälsa och på miljön. För verksamhetsutövare innebar deponeringsförordningen en anpassningsperiod där Figur 2. Illustration av EU:s avfallshierarki (Nottinghamshire, 2010). 6

kraven i förordningen skulle vara uppfyllda innan utgången av 2008. Förordningen ställde strängare krav på bland annat deponiernas geologiska barriär, bottentätning, sluttäckning och lakvattenuppsamling. (Förordning 2001:512 om deponering av avfall) Till följd av de nya kraven i deponeringsförordningen fick nästan hälften, omkring 80 stycken, av de svenska deponierna som tar emot kommunalt avfall stängas då de inte kunde anpassas för att kraven skulle uppfyllas. De deponier som beräknas komma att behöva sluttäckas på grund av att de inte uppfyller kraven i deponiförordningen täcker en yta på ungefär 25 kvadratkilometer. (Avfall Sverige, 2010b) 2.2.1 PRODUCENTANSVAR, DEPONISKATT OCH DEPONERINGSFÖRBUD För att möjliggöra implementering av avfallshierarkin, det vill säga att prioritera andra avfallsbehandlingsmetoder före deponering, infördes ett antal andra åtgärder innan deponiförordningen trädde i kraft. Sveriges riksdag antog 1993 Proposition 1992/93:180 om riktlinjer för en kretsloppsanpassad samhällsutveckling, eller i dagligt tal kretsloppspropositionen. I propositionen ingick lagstiftning om producentansvar som bygger på att förorenaren betalar (polluter pays principle). Kretsloppspropositionen följdes av Förordning (1994:1235) om producentansvar för förpackningar, Förordning (1994:1205) om producentansvar för returpapper och Förordning (1994:1236) om producentansvar för däck i kraft. Producentansvarsförordningarna följdes av deponiskatten som infördes år 2000. Från och med nu fick avfallslämnaren betala 250 kr/ton avfall till deponi. 2003 höjdes deponiskatten till 370 kr/ton, vilket resulterade i ytterligare minskning av avfallsmängder till deponering. Ännu en höjning av deponiskatten, till 435 kr/ton, skedde 2006. (Avfall Sverige, 2010b) 2002 infördes förbud mot att deponera utsorterat brännbart avfall vilket ytterligare gjorde att deponering minskade. Några år senare, 2005, infördes ytterligare ett förbud, förbud mot att deponera organiskt avfall. Förbuden mot utsorterat brännbart och organiskt avfall finns uttryckta i Förordning (2001:512) om deponering av avfall. Det finns två generella undantag till förbuden. Det ena undantaget gäller avfall med homogen sammansättning med mindre än 10 viktsprocent TOC (Total Organic Carbon), och det andra rör heterogent avfall med mindre än 10 volymprocent brännbart avfall. Till de generella undantagen finns avfallsslag som trots förbuden får deponeras: bottenaska, flygaska och rökgasreningsslam med mindre än 18 viktprocent TOC räknat på torr vikt, komposterat avloppsslam, grönlutslam från återvinning av kokvätska samt animaliskt avfall som enligt Jordbruksverkets föreskrifter (2003:58) får deponeras. Förtydligande av reglerna kring förbuden finns angivet i Naturvårdsverkets föreskrifter NFS 2004:4 och allmänna råd om hantering av brännbart avfall och organiskt avfall. 2005 infördes, inom miljökvalitetsmålet God bebyggd miljö, delmålet om att avfallsmängder till deponering, exklusive gruvavfall, skulle minskas med 50 % i jämförelse med nivåerna 1994, som var det år då Avfall Sverige började föra statistik över deponerade mängder hushållsavfall. Delmålet uppnåddes enligt statistiken 2003. (Avfall Sverige, 2010b) I Figur 3 sammanfattas några av de viktiga hållpunkter som utgjort bidragande orsaker till att deponering som avfallsbehandlingsmetod i Sverige har minskat. 7

Figur 3. Viktiga hållpunkter som bidragit till en minskad deponering. (Naturvårdsverket, 2010a) Jämförelse med Europa Deponering har inte bara minskat i Sverige utan också i Europa. Vid en jämförelse med andra europeiska länder har minskningen dock inte varit lika markant. I Figur 4 visas procentandelen av uppkommet hushållsavfall som deponerades i respektive europeiskt land (EU 27) under 1995 och 2007. År 1995 kan representera deponeringssituationen i nutid innan EG direktivet om deponering av avfall infördes. Figuren åskådliggör att andelen deponerat hushållsavfall, för majoriteten av europeiska länder, minskade mellan 1995 och 2007. Vidare syns att deponering i Sverige står för en mycket liten del av avfallsbehandlingen, detta även innan deponeringsförordningens införande. I Sverige är andelen hushållsavfall till deponering bland de lägsta i Europa och ligger långt under genomsnittet för EU 27. Figur 4. Procentandel hushållsavfall som deponerades i EU 27, 1995 och 2007 (EEA, 2009). 2.3 DEPONIGASTEKNIK Då utvinningssystem för deponigas började anläggas i Sverige på 1980 talet var det med syfte att utnyttja gasen till energi och värmeproduktion samt för att förhindra lukt och minska risker i samband med bränder och explosioner. På senare tid, allteftersom medvetenheten om deponigasens klimatpåverkan ökade, ändrades till viss del syftet med utvinningssystem till att mer sträva mot att minska deponiers emissioner av koldioxid och metan till atmosfären. (RVF, 1996) 8

Förordning (2001:512) om deponering av avfall anger krav på att alla deponier som tar emot biologiskt nedbrytbart avfall ska samla upp deponigasen. Utvinning av deponigas till energiproduktion eller uppgradering är dessutom ekonomiskt fördelaktigt (IEA, 2009). 2.3.1 GASUTVINNINGSSYSTEM Att samla upp deponigas genom gasutvinningssystem har internationellt sett förekommit kommersiellt sedan 1970 talet. Den första fullskaleanläggningen för utvinning av deponigas togs i drift i USA. (Spokas et al., 2005) I Sverige togs den första gasutvinningsanläggningen i drift 1983 på SYSAVs deponi Spillepeng i Malmö följt av NSRs deponi Filborna i Helsingborg 1985. 1995 var antalet gasutvinningsanläggningar i Sverige omkring 60 stycken. Utvinning av deponigas, som principiellt åskådliggörs i Figur 5, bygger på att en kompressoreller fläktstation skapar ett undertryck i deponin och suger upp deponigasen. Då gasutvinningssystemen introducerades var vertikala gasbrunnar, så kallade borror, den vanligast förekommande gasuttagsanordningen. Dessa installeras genom borrning i avfallet efter att deponering ägt rum. På 1990 talet blev det allt vanligare att, i samband med deponering, placera ut horisontella dräner i avfallet. Dräner består liksom borror av perforerade plastfilter. Efterhand som de horisontella dränerna upphör att fylla sin funktion byts dessa ofta ut och borror placeras ut i avfallet istället. Gasutvinningssystemet behöver successivt bytas ut på grund av bland annat brott på ledningar genom sättningar av avfall eller på grund av vattenlås i gasledningar. Resultatet skulle annars bli sämre prestanda i gasutvinningssystemet eller att enskilda horisontella dräner eller borror helt slutar fungera. Likaså kan en förhöjd grundvattennivå orsaka igensättningar av ledningar. (Persson B L, 1996) De horisontella dränerna och uttagsledningarna från borrorna leds till ett antal reglerhus eller reglerbrunnar där flödet från varje enskild uttagspunkt kan regleras och mätas. Reglerbrunnarna samman kopplas via en samlingsledning till fläkt eller kompressorstationen där den inkommande gasen har en förhöjd temperatur, vanligtvis 25 35 C, orsakad av de mikrobiologiska processerna i deponin. Gasen är dessutom ofta vattenmättad varför kondensvattnet, när gasens temperatur sjunker i ledningarna, måste avledas. Detta sker genom att ledningar alltid placeras med ett visst fall så att det bildade kondensvattnet rinner nedåt och kan avledas till uppsamlingspunkter. (Persson B L, 1996) Figur 5. Principskiss för hur ett deponigasutvinningssystem kan vara utformat (Avfall Sverige Utveckling, 2010b). Från fläkt eller kompressorstationen leds gasen vidare till en gasförbrukare bestående av en gaspanna, gasmotor eller gasturbin (Persson B L, 1996). I Sverige är det idag vanligast att gasen förbränns i en gaspanna som är kopplad till fjärrvärmenätet. Vid tillfällen då deponigasen inte kan användas för energiproduktion facklas den för att undvika utsläpp av metan till atmosfären. 1995 utvanns det 420 GWh energi från deponigas, varav drygt 90 % av den utvunna energin ur deponigasen var i form av värme och resterande i form av el. (RVF, 1996) Idag är motsvarande siffra 320 GWh från 47 anläggningar i drift. Fördelning mellan producerad el och värme är samma som för 1995 (Avfall Sverige, 2010a). 9

2.3.2 DEPONIGASENS SAMMANSÄTTNING Deponigas består huvudsakligen av metan och koldioxid men innehåller även små mängder kväve, syre och väte. De tre sista komponenterna förekommer i deponigas som ett resultat av att det vid gasutvinning sugs in en viss mängd luft i deponin. Deponigas innehåller också en liten andel svavelväte, vilket är källan till den karakteristiska lukt som så ofta uppkommer i deponier. Gasens sammansättning kan variera beroende på vad för avfall som deponerats och hur väl nedbrytningsprocessen framskrider. Halterna av metan och koldioxid ligger dock normalt på 40 60% respektive 20 40%. Kvävehalten utgör normalt 5 20%, syrehalten 0 2% och vätehalten 0 2%. (RVF, 1995) För att kunna få avsättning för gasen är det viktigt att metanhalten inte blir för låg, en önskvärd metanhalt ligger vanligtvis runt 50 %. Ett för högt flöde, eller sugtryck, i gasutvinningssystemet resulterar i en reducerad metanhalt. Detta har sin orsak i att ett för högt flöde gör att luft sugs in i deponin vilket ökar andelen av bland annat kväve i deponigasen. (Persson B L, 1996) Deponigas är en färglös gas med en densitet av 1,25 kg/nm 3, vilket gör den mestadels lättare än luft (RVF, 1995). Metanhalten är avgörande för energiinnehållet i deponigasen då metan är den energirika komponenten i deponigas. Ren metan har ett energiinnehåll av ungefär 10 KWh/Nm 3, vilket ger att deponigas med en metanhalt på exempelvis 50 % har ett energiinnehåll på omkring 5 KWh/Nm 3 (Avfall Sverige, 2006). Figur 6. Explosionsområdet för metan (Avfall Sverige Utveckling, 2010b). 2.3.3 RISKER MED DEPONIGAS Det finns en del risker förenat med utvinning och användning av deponigas. En av dessa är att metan, vid inblandning av luft, kan vara explosivt. Explosionsområdet, som beror på metanhalten i deponigasen samt andelen metan i luften, framgår av Figur 6. Metan är dessutom mycket rörlig vilket gör att den riskerar att transporteras i mark eller via ledningar upp i byggnader där den kan få förödande konsekvenser om det uppstår en explosiv metan luftblandning. (Avfall Sverige Utveckling, 2010b). 2.3.4 RENING OCH UPPGRADERING AV DEPONIGAS Ett ytterligare användningsområde för deponigas, förutom användning i energi och värmeproduktion, är att uppgradera gasen till fordonsbränsle. Den erhållna produkten vid uppgradering av deponigas kan vara antingen gasformig, Compressed Biogas (CBG), eller i flytande form, Liquid Biogas (LBG). (Benjaminsson et al., 2010) För att kunna nyttja deponigasen som fordonsbränsle krävs ett högre energiinnehåll i gasen. För att öka deponigasens energiinnehåll separeras koldioxid och kväve från gasen i en uppgraderingsprocess. Deponigas innehåller betydande mängder kväve samt fler och ofta högre halter av organiska kiselföreningar (siloxaner) och halogenerade kolväten än rötgas från en biogasanläggning. Detta gör att deponigas kräver mer rening och fler separationssteg för att kunna användas som fordonsbränsle. Tekniker som används vid rening av deponigas är bland annat regenerativ adsorption på ett dedikerat adsorptionsmaterial. Tekniker som används vid 10